人的耳朵能感受到的振荡频率在20-20000Hz范围的声波，超过人耳能感受到的声波频率以上的声波叫超声波。超声波有许多应用，有超声波清洗、超声波钻孔、超声波振动等。超声波振动是近几十年兴起的新事物，随着人们对超声波研究的不断深入，应用也日益广泛。 功率超声技术凭其独特的优点在国民经济各部门日益广泛应用。目前超声设备由采用大功率电子管或高频可控硅发展到全控型电子器件。随着新理论、新技术、新器件的不断出现和成熟，超声技术必将充分发挥其优势，在各领域产生更大作用。本文涉及的功率超声系统主要由高频超声波电源和压电振子两部分组成。高频超声波电源为压电振子提供电能，压电振子将电能转为动能。 超声波发生器的种类很多，大致可分为两种类型，机械型和电声型。机械型超声波发生器直接用机械方法使物体振动而产生超声波。常见的机械型超声波都是流体动力式的，即利用每秒几万次的频率断续从喷口喷出，撞击放在喷口前的空腔或簧片，引起共振在媒质中产生超声波。电声型超声波发生器是应用的最广泛的。它是利用电磁能量转换成机械波能量。 本设计采用频率自动跟踪的方式来使超声波换能器处于谐振，满足超声波电源与超声波换能器工作在最佳状态，使得整机达到最佳工作效率。功率检测电路调节脉冲电压的脉宽来改变超声波发生器的输出功率，以实现功率恒定。压控振荡器选用货源充足、价格低廉的TL494，可满足本设计要求。D类功率放大器就是开关功率放大器，选用高耐压的VMOS管，组成半桥电路，VMOS管的驱动采用变压器隔离倒相。由于超声波换能器的特性，超声波清洗机中的匹配电路包含两个：一个是功率匹配，一个是调谐匹配。前者是为了使超声波电源的输出内阻与负载阻抗相一致，采用变压器匹配方法。后者是使换能器呈现纯阻性，采用串联电感的方法。 本文对系统的总体设计方案、硬件和软件设计、单元电路及主要单元电路实验进行了详细地介绍。文章最后应用PSPICE软件对整个系统进行了仿真分析，对理论设计进行修正。结果表明系统设计可行，性能指标基本可以满足设计要求。
上传时间： 2022-06-01
上传用户：得之我幸78
超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素，导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配，从而使清洗效果不佳。超声波电源是超声清洗机的核心部分，为实现其高效稳定的工作，需要对其工作频率进行自动跟踪控制。为此，本文设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的超声波电源，其额定输出功率为600W，工作频率为20kHz，并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下： 首先，根据超声波电源的性能指标要求，设计了超声波电源主电路系统，主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成，逆变电路采用全桥逆变拓扑结构，文中对主电路系统进行了详细分析与设计，并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。 其次，设计了超声波电源频率跟踪的控制方案，该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件，采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866单片机芯片为控制核心，设计了超声波电源控制系统，主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等，分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明，所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪，与超声波换能器相匹配，工作在谐振状态，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：jason_vip1
摘要：为了得到输出稳定、开关耐压力小并且功率因教高的大功率三相整流器，对三相VIENNA 型 PFC电路拓扑进行了研究，对VIENNA整流器的原理进行了调查，根据原有的控制理念，在其控制方面采用了区间控制结合滞环控制法来控制整个电路。在整个系统方案设计究毕后，搭建Malab模型对所设计的电路进行仿真，由仿真结果可以看到系统的输出为稳压输出，开关器件的耐压力为输出电压的一半，输入功率因数为1，并且做了一些小样机对系统所采用的控制进行了验证。关键词：三相拓扑电路；区间控制法；功奉因教校正；滞环拉制1引言传统的三相整流虽然可以满足系统大功率的需求，但是存在谐波大、功率因数低等缺点。三相VIENNA型 PFC整流器，具有控制简单、输入功率因数高、无谐波污染等优点，适合于三相大功率电路，便于工程应用中的实现。文献中采用滞环控制方法1-1，用反馈信号与正弦采样信号组合，再应用PWM技术实现PFC电路的稳压和电流的正弦化.电路电感电流连续CCM和临界连续BCM模式下工作，简化了电路，降低制造成本。针对所作系统进行仿真，验证了系统的可行性和优越性。2 VIENNA电路原理2.1原始主电路如图1所示的电路三相三开关三电平整流电路2，开关采用4个二极管和一个全控型MOSFET管组成。根据电路的对称性可以知道电容中点电位与电网中点的电位近似相同。当A相开关管关断时，E点F点电位相等，Un-Ux则Ua=0.5Un-0.5Uc，又Un=Uc，又Ua-0.5Uc，因此Uw：=0，U-0.5Ux，即VIENNA电路中开关器件只承受了一半的输出直流电压，所以开关管电压应力小，非常适合于大功率三相PFC整流电路。
标签： 三相PFC整流电路
上传时间： 2022-06-16
上传用户：fliang
在雷达信号处理中，通常可以延长积累时间以增加实际应用的能量，达到降低信号信噪比要求的日的。随着积累时间延长，特别是当目标进行变速、转弯等机动飞行时，目标的多普勒回波是时变的，不再能看作中稳信号，传统的基于FFT的相参积累不再适用。本文以新体制米波舌达研制为背景，研究微弱信号长时间积累检测的新理论和新方法，主要研究内容包括：1，对目前微弱信号长时间积累检测问题的研究现状进行了分析，明确了对多项式相位信号及跨距离单元积累问题研究的必要性2，研究了多项式相位信号的检测问题，提出了先对雷达的多晋勒回波信号进行时频分析，再利用随机Hough变换（RHT）对得到的时频图进行多项式曲线检测的方法。随机Hough变换是针对图象处理中直线、圆和椭圆等几何图形的检测问题而提出的，本文将其借鉴到微弱信号长时间积累检测中，克服了以往使用Hough变换通常只能分析线性调频信号的局限。本文对影响其检测性能的关键因素进行了分析，并进行了仿真，结果表明随机Hough变换具有参数空间无限大、参数精度任意高、时间和空间复杂度低的优点，特别适合于雷达信号的长时间积累检测。3，在雷达的长时间积累过程中，目标在整个积累时间内，可能由于径向运动导致其回波分段出现在几个不同的距离单元中。如果不考虑距离的走V/动，仪仪简单地将同一个距离单元上的信号进行乱累，就无法有效地利用信号的能量。这就需要在信号处理中进行跨距离单元的积累检测。本文将信号的时频图推广到时间-多普勒频率-距离三维空间中，将应用于二维图像的RHT算法推广到三维空间的检测中。利用时间-多普勒频率距离三维空间的直线检测，来克服雷达回波散布在不同距离单元所带来的信号积累问题。4，在实际应用中，随着积累时间增加，目前有关多项式相位信号检测和估计的方法需要的资源量，特别是存储量也大大增加，因而很难直接应用于微弱信号的检测。本文在高阶模糊函数的基础上，采用时域分帧处理方法，每帧进行门限预处理，剔除大部分干扰噪声，仅保留包含目标在内的部分HAF谱成分以作后续的帧间累加，最后再进行二次门限检测。目标多普勒回波进行两级门限处理的方法可以有效地应用于微弱信号的检测，减少运算量和存储需求，有利于应用于实时信号处理系统。
上传时间： 2022-06-17
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微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论，对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计，在阐述了系统的整体设计的基础上，对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍，选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器，且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器，控制整个系统的各功能模块。同时，利用FPGA设计了先入先出存储器，充分利用系统资源，降低了外围电路的复杂度，为电路调试及制板带来了极大的方便，且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程，在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合，并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词：微弱信号检测；信号调理：FPGA：AD7865；Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息，多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱，就很容易被噪声湮没，那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱，而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱，也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号，分析噪声产生的原因以及规律，且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性，从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测（Weak Signal Detection）技术2.3.41主要是提高信号的信噪比，从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量（如：微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等），大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压，再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签： 微弱信号检测
上传时间： 2022-06-18
上传用户：canderile
当人体内胰岛素分泌不足或胰岛素作用缺失时会导致血糖浓度偏离正常水平从而引发糖尿病及其并发症。血糖浓度的检测是糖尿病科学诊断的前提。本文针对课题组研制的MEMS血糖传感器用于组织液超滤提取检测的功能需求，研究了三电极MEMS血糖检测传感器微电流检测技术并研制了传感器检测与控制电路。本文主要对检测原理、电路设计与分析、电路测试以及检控系统葡萄糖浓度测试等部分进行了详细研究。首先对MEMS血糖传感器的检测原理进行分析，对辅助传感器产生电流的电路（恒电位电路和信号发生电路）原理图进行设计，对传感器产生的微电流范围进行实验分析。对传感器工作过程中产生的电化学噪声进行研究，提出噪声消减方法，为后续微电流检测电路的设计奠定基础。然后结合检测微电流输出特点及血糖传感器超滤提取动作控制需求，设计了检控系统，由微电流检测系统、人机交互及无线通信、电源系统三大部分组成。为验证微电流检测系统电路设计的正确性，本文借助Multisim仿真软件重点对电路中的恒电位及1/V转换的性能进行分析。此外对电路中的噪声来源进行分析，计算相关噪声并分析对电流检测的影响。对元件布置与布线、接地、电路板漏电防护等方面进行了研究，从而提高电路的抗干扰能力在检控电路研制基础上，本文搭建测试系统，测试电路的静态和动态特性.静态特性准确度、重复性、灵敏度、分辨力、稳定性、零漂等：动态特性包括恒电位电路的电压跟随特性以及检测电路的阶跃响应和频率响应特性。测试结果表明，该检测系统满足设计指标。最后，为测试葡萄糖浓度，将微电流检控电路与MEMS血糖传感器集成，做葡萄糖浓度的响应实验和重复性实验。在测试结果数据处理基础上，建立了葡萄糖浓度预测模型。测试结果表明，通过预测模型得到的检测结果符合临床检测精度要求。
上传时间： 2022-06-18
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随着科学水平的提高，生物、化学以及医疗相关器械领域对精度要求也在不断地提升.生物制剂提取、注射，化学药品传输供给以及药物治疗等MEMS的研究不单单是对精密仪器的攻坚克难，更是交叉学科赋予高精密仪器研究发展的难题。技术革新便要理论创新，才能突破现有技术发展的瓶颈。现有的压电超声波雾化器理论发展已颇具成熟，产业化发展也甚是丰富，可是由于产品的不断创新换代，同时也导致理论创新的不同步，致使许多创新产品缺少对应的系统理论支持。本文立足微泵型压电超声波雾化器的研究，提出了系统的雾化理论、结构仿真和雾化效果实验研究。本文主要的研究内容和成果如下：在雾化理论分析方面，通过对雾化片金属基片和锥孔的变形公式推导分析，建立了微泵型压电超声波雾化器雾化理论数学模型，并结合变形分析对其雾化机理进行了完整的阐述在有限元仿真分析计算方面，通过对雾化片简化建模，进行了雾化片的诺响应计算分析，得出雾化片诺响应工作模态及其相应振型。并结合雾化理论分析了各模态相应雾化效果，提出雾化效果改进意见。在雾化效果实验方面，进行多普莉激光测振实验，与诺响应仿真计算相互论证，提高其可行性，并通过雾化效果实验来验证雾化效果理论分析结果，最后结合仿真计算和多普勒激光测振结果综合分析、总结出雾化效果的影响因素。关键词：MEMS，压电泵，超声波，雾化器，压电陶瓷，振型。本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。
标签： 超声波雾化器
上传时间： 2022-06-18
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单脉冲雷达在我国航天测控领域具有非常重要的作用。随着新技术的不断研发和投入使用，数字单脉冲雷达技术已经日趋成熟并逐渐走向实用，模拟单脉冲雷达接收机进行数字化改造适应了技术发展的趋势。接收机数字化改造的目的是在设备可靠性增加的基础上，实现雷达跟踪距离的大幅提高。在进行接收机数字化改造前，要进行雷达回波微弱信号检测方法的研究，以达到在数字接收机上实现提高回波信号输出信噪比的目的，从而增加单脉冲雷达的跟踪距离。本文在研究大量国内外微弱信号检测成果的基础上，结合我国单脉冲雷达回波信号处理特点，提出了应用小波多分辨率阀值去噪来实现单脉冲雷达微弱信号检测的方法。阐述了单脉冲雷达微弱信号检测方法的研究背景，并介绍了单脉冲雷达回波微弱信号的采集和提取工作。提出应用小波多分辨率阀值去噪法来进行单脉冲雷达回波微弱信号检测的方法，并通过MATLAB仿真进行了算法验证，在理论和实验上验证了在回波信号去噪效果和波形恢复方面的良好效果，为后续的接收机数字化改造奠定了理论基础和算法模型。本文提出的方法有效地提高了微弱信号检测输出的信噪比，大幅增加了单脉冲雷达的跟踪距离。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：jason_vip1
摘要：微弱信号检测是随着工程应用而不断发展的一门学科。近年来，微弱信号检测相关研究已经成为一个热点研究领域，具体表现在对微弱信号检测方法的探寻、对微弱信号检测系统的设计、对微弱信号检测仪器的研发。本文中主要研究了利用锁相放大器进行有用信号提取的微弱信号检测原理与实现方法。首先介绍了微弱信号检测的基本理论与常见的几种检测方法，重点介绍了利用数字锁相放大器进行信号检测的原理。在此基础上，结合数字锁相放大器的相关检测原理，给出了数字锁相放大器的整体设计方案，着重从相关检测原理算法和移相算法方面对数字锁相放大器的设计作了深入探讨。重点研究了采样频率与相关运算结果的关系，在设计的过程中先使用MATLAB进行算法上的模拟，从模拟结果发现参考信号为方波而采样频率与信号频率成一定关系时，系统相关运算存在固有误差。为减少该误差，提出了将动态采样率的方法引入数字锁相放大器设计中，运算发现动态采样的采样频率数越多，奇点产生的误差越少，有效地解决奇点问题。最后，使用LabVIEW对设计的系统进行仿真测试。测试结果表明该数字锁相放大器在信号幅度为5V、噪声标准差小于等于50时（SWR=.34.04dB），能有效地检测出频率为500kHz以下的信号，系统检测结果与理论计算值的相对误差基本不超过2%。
上传时间： 2022-06-18
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随着近年来传动系统的发展，多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域中。为了提高多电机传动系统的动态和稳态性能，以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求，多电机同步控制方法的研究也变得越来越重要。目前，有许多方法用来研究多电机同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作为速度同步补偿器的控制算法，使用遗传算法来整定PID的参数范围，解决了多电机同步控制系统中多电机速度的同步控制问题。本文首先分析了多电机同步控制的原理及其特点，根据偏差耦合控制策略的优点，确立了基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略，提出了模糊PID补偿器的设计方法。其次，利用罗克韦尔实验室现有的设备，构造了一个与生产现场类似的试验环境，设计了电机同步控制系统的实验平台。在单个永磁同步电动机调速系统的基础上，实现了多电机同步控制。基于实验平台，分别对硬件和软件部分进行了设计，其中包括控制系统网络的组建和硬件连线的设计和对运动控制模块进行组态以及运动控制梯形图的编制。根据本文设计的多电机同步控制方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时，使系统获得了较好的跟随性能及同步跟踪精度。经过Matlab的仿真以及实验结果说明了本文设计的控制算法的有效性和实用性。最后，总结了所做的研究工作，并对多电机同步控制系统中存在的其它问题进行了简单的分析，以及对未来研究方向进行了阐述。关键词：多电机同步控制；：模糊PID；遗传算法；永磁同步电动机；偏差耦合控制
标签： 模糊PID补偿器
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhaiyawei
